JP2006187699A - インパクトクラッシャにおける打撃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は上記インパクトクラッシャにおいて破砕処理量を飛躍的に上昇させるインパクトクラッシャにおける打撃装置を得ることを目的とする。
【解決手段】 機函内に、複数の打撃板２，２’を装着したロータディスク３が設けられ、上蓋４内に打撃板２，２’に対応する複数の反撥板５，５’，５”を設けてなるインパクトクラッシャにおいて、上記打撃板２，２’をロータディスク３の外周に互いに段違いにかつ回転中心を中心とする点対称位置に装着し、上記段違い打撃板２，２’の段差が打撃板２，２’の打撃面２”の高さより小又はほぼ同一であるインパクトクラッシャにおける打撃装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は衝撃式破砕機（インパクトクラッシャ）における水平回転軸の回りの打撃装置に関するものである。

従来のインパクトクラッシャでは機函内に設けた水平回転軸にロータディスクが設けられ、その外周に均等開き角（例えば約９０度）毎にほぼラジアル方向に取替式打撃板を備え、該打撃板の外端部をロータディスクから外側に露出し、露出部に直径面とほぼ平行な打撃面を回転方向に突出させてなるものであった（例えば特許文献１、２、３）。

上記複数の打撃面は水平回転軸の中心線から、それぞれ一定の半径の円周軌跡上を回動し、供給原料を各打撃面で反撥板に向って叩打し、その衝撃によって供給原料を破砕した。

特開平１１−３１９６００ 特開２００３−５３２０６ 特開２００３−９３９０４

ところで、この種のインパクトクラッシャは図５に示すように、上記打撃面はそれぞれ唯一の円周軌跡上を回動するため、供給原料は唯一の円周軌跡内においてのみ打撃を受け、衝撃破砕は唯一の円周軌跡においてのみ行われ、打撃板の数及び回転速度を増加させても破砕処理量を飛躍的に上昇させるファクターにはなり得なかった。

即ち、打撃盤ロータの回転速度を上げるほど、打撃板と反撥板との隙間（セットＳ，Ｓ’，Ｓ”）が狭いほど、また消費動力が多いほど破砕性能は向上するが、反面生産量はこれに反して減少する。

この理由は、ロータの回転速度が増加すると原料と衝突する際の運動エネルギーが大きくなるため、原料は破砕され易くなり破砕性は向上するが、反面、原料は打撃板と次の打撃板との打撃タイミングが早くなるため、打撃板の正面での打撃破砕がおき難くなり、原料の角の部分の打撃、即ちファールチップ現象が起き易くなる。これにより、好ましくない原料の粉化が起こる。

また、上記セットが狭いほど原料を細かく割らなければ該セットを通過できないため、生産粒度にもよるが、セットが狭いと破砕室内における原料の滞留時間が長くなり、これによって上記粉化がさらに進行する。尚、生産される製品の粒径は３番目のセットＳ”（例えば４０ｍｍ）によって決まる。

さらに滞留時間が長くなれば、破砕室内には大量の原料が存在することとなり、これがロータを回転させるためのエネルギーとして無駄な動力を消費してしまう。

本発明は、打撃板を段違いにロータに設置することにより、無駄な動力の消費を抑制し得て、効率的な破砕を行って破砕処理量（生産量）を飛躍的に向上させることのできるインパクトクラッシャにおける打撃装置を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は
第１に機函内に、複数の打撃板を装着したロータディスクが設けられ、上蓋内に打撃板に対応する複数の反撥板を設けてなるインパクトクラッシャにおいて、上記打撃板をロータディスクの外周に互いに段違いにかつ回転中心を中心とする点対称位置に装着し、上記段違い打撃板の段差が打撃板の打撃面の高さより小又はほぼ同一であるインパクトクラッシャにおける打撃装置によって構成される。上記ロータディスクの外周に互いに段違いに設けられた打撃板は、交互に段違いに設けられた打撃板（例えば図１）と、漸次段違いに設けられた打撃板（例えば図２）の何れも含む。

第２に上記打撃面がロータディスクの直径面とほぼ共通又は平行で、打撃板本体から回転方向に突出している上記第１発明記載のインパクトクラッシャにおける打撃装置によって構成される。

第３に上記段違いが交互に段違いである上記第１又は第２発明記載のインパクトクラッシャにおける打撃装置によって構成される。

第４に段違いの段差が打撃板の打撃面の高さとほぼ同一である上記第１又は第２発明記載のインパクトクラッシャにおける打撃装置により構成される。

従って機函の投入口から原料を投入すると原料は原料供給傾斜板にそってロータディスクの中心部に向って流動し、ロータディスクの中心から外側に段違いに支持した第１打撃面によって上記原料は打撃されて反撥板に当たって破砕され、さらに、次に回動してくる第２の打撃面によって打撃されて反撥板に当たって衝撃破砕されるため、投入原料は複数の段違い打撃面の回転軌跡によって衝撃破砕されることになる。

本発明の打撃装置によると、打撃板をロータディスクの外周に段違いに配置することにより、効率的な破砕を実現すると共に、破砕室内の原料の排出をも促進し得て無駄な動力の消費を抑制しつつ、生産量を大幅に増加することができるとの効果が得られる。

機函１は、底面に排出口１’を開口した下部ケーシング８と上部ケーシング８’及びケーシング上蓋４とよりなり、上部ケーシング８’に投入口６を有する。

下部ケーシング８の上部両壁に設けた軸受には水平回転軸９を軸支し、これを機外に延長し、延長端に回転駆動用Ｖプーリを設ける。

水平回転軸９にはロータディスク３を設け、水平回転軸９によって矢印ａ方向に回転させることができる。ロータディスク３の外周には水平回転軸９の中心線を通る直径面Ｄと平行にかつ同一開き角位置に打撃板２，２’の装入溝１０，１０’を形成する。

上記装入溝１０，１０’の開角が９０度であれば装入溝の数は４個、６０度であれば６個であり、４５度で８個である。各装入溝１０，１０’にそれぞれ打撃板２，２’を挿入し、これらの打撃板２，２’の打撃面２ｂ，２ｂをロータディスク３の外周から外側に露出させる。

上部ケーシング８’にはケーシング上蓋４を有し、該上蓋４は下部ケーシング８の基部に水平軸１１によって開閉自在に軸支され、上部ケーシング８’の上面及び後面を油圧シリンダ（図示していない）で開閉することができる。

上蓋４の内側には第１、第２スイングアーム１２，１２’を第１及び第２調整螺杆１３，１３’によって水平軸１４を中心に昇降回動調整し、第１スイングアーム１２に第１反撥板５を設け、第２スイングアーム１２’に第２及び第３反撥板５’，５”が設けられる。

上記投入口６の下縁には原料供給傾斜板７をケーシングライナー７’によって形成し、その上面をロータディスク３の水平回転軸９（ロータディスク中心部）に向わせ、これにより衝撃式破砕機（インパクトクラッシャ）を形成する。

上記装入溝１０，１０’は上記直径面Ｄと平行な前後の溝面１０ａ，１０ａ’と直径面Ｄと直交する底面１０”とにより同一形状に形成されるが、ロータディスク３の外周側に各々交互に高低をつけて形成される。即ち、装入溝１０，１０はロータディスク３の中心から所定距離の位置に設け、挿入溝１０’、１０’は上記各装入溝１０，１０の設置位置に比較してよりロータディスク３の中心寄りの位置（低い位置）に設けられる。

そして、これらの装入溝１０，１０’には同一形状の打撃板２，２’が挿入装着されるため、これらの打撃板２，２’も交互に高低に段違いに装着される。即ち、上記装入溝１０，１０に装着された打撃板２，２の先端位置（刃先）は、上記装入溝１０’、１０’に装着された打撃板２’、２’の先端位置（刃先）よりラジアル方向に突出した状態となる。

上記打撃板２，２’はそれぞれ図３に示すように縦断面上下点対称形で水平方向に長い長方形合金板であって、上下に打撃面２ｂ，２ｂ、中程に縦断面３角形状の背面及び正面突条２ａ，２ａを有し、打撃面２ｂ，２ｂは上下反対方向に打撃板２，２’本体から突出し、上下反転して用いることができる。

このように形成した打撃板２，２’を上記装入溝１０，１０’内に挿入し、前後の固定用ブロック１５，１５’で該溝１０，１０’内に装着すると、打撃板２，２’の高さが装入溝１０，１０’の深さより長いため打撃板２，２’の打撃面２ｂ，２ｂがロータディスク３の外周から外側に露出し、かつ装入溝１０，１０’の高低により打撃板２，２’を交互に段違いに装着することができ、かつ上記打撃面２ｂ，２ｂも交互に段違いに配置される。

そして上記段違いによる段差を上記打撃面２ｂ，２ｂの高さｄ（図３参照）とほぼ同一（又は小）に形成し、これらの打撃面２ｂ，２ｂを上記直径面Ｄと共通面又はほぼ平行面に配設する。

第１反撥板５は原料供給傾斜板７の下端を下から上に通過する打撃面２ｂの軌跡円周ｗの接線方向に対向する円弧形であり、上記傾斜板７から供給される例えば石炭石の第１打撃面２ｂによる上昇飛翔を衝撃反撥し、反撥した下降石炭石は段差の低い第２の打撃面２ｂ等によって第２及び第３の反撥板５’，５”に順次衝撃することによって上記石灰石を破砕し、所定粒径となって排出口１’から機外に落下させる。

ここで、図４に示すように、かかる装置の打撃板２、２’先端部と上記第１反撥板５の最小隙間を第１セットｔ１，ｔ１’（ｔ１：第１反撥板５と打撃板２との最小間隔、ｔ１’：第１反撥板５と打撃板２’との最小間隔、ｔ１＜ｔ１’）、上記打撃板２，２’先端部と上記第２反撥板５’との最小隙間を第２セットｔ２、ｔ２’（ｔ２：第２反撥板５’と打撃板２との最小間隔、ｔ２’：第２反撥板５’と打撃板２’との最小間隔、ｔ２＜ｔ２’）、上記打撃板２，２’先端部と上記第３反撥板５”との最小隙間を第３セットｔ３、ｔ３’（ｔ３：第３反撥板５”と打撃板２との最小間隔、ｔ３’：第３反撥板５”と打撃板２’との最小間隔、ｔ３＜ｔ３’）とすると、上記打撃板２、打撃板２’の何れの場合も、第１セットｔ１、ｔ１’＞第２セットｔ２、ｔ２’＞第３セットｔ３、ｔ３’の関係を有しており、例えば第３セットｔ３、ｔ３’の大きさは、打撃板２の場合はｔ３＝４０ｍｍ、打撃板２’の場合はｔ３’＝１００ｍｍとする。

また、上記第１反撥板５と打撃板２，２’により形成される最初の破砕空間を第１破砕室Ｒ１、上記第２反発板５’と打撃板２，２’により形成される次の破砕空間を第２破砕室Ｒ２、上記第３反撥板５”と打撃板２，２’により形成される次の破砕空間を第３破砕室Ｒ３という。

このように構成されるインパクトクラッシャは以下のように動作する。

ロータディスク３を一定の回転速度（周速）で回転させた状態で、投入口から原料（例えば粒度２００ｍｍ以下、４０ｍｍ以上の石灰石）を投入する。投入された原料は、傾斜板７からロータディスク３方向に落下し、例えば最初に到来した打撃板２の打撃面２ｂにヒットして破砕され、その破砕片は第１反撥板５に向かって飛び、該反撥板５に衝突して更に破砕され、自重で落下する。

そして、上記自重により落下してきた破片に対してより低い位置に打撃面２ｂのある次の打撃板２’の打撃面２ｂがヒットし、破片はさらに反撥板５に衝突し破砕され、再び自重で落下してきた破片に対してこんどは上記打撃板２’より高い位置に打撃面２ｂのある打撃板２の打撃面２ｂがヒットし、破片はさらに破砕されていく。

このとき、上記低い位置の打撃板２’が通過した後に、高い位置の打撃板２が到来するため、その打撃板２の打撃面２ｂ正面への原料の入り込み深さが従来型（同一高さの打撃面）より深くなり、この結果、該打撃板２（高い位置）の打撃面２ｂが原料（破片）にクリーンヒットし易くなる。即ち、自重により落下してきた破片対して高い位置の打撃板２の打撃面２ｂがクリーンヒットして確実に破砕していく。

また、上記第１セットｔ１又はｔ１’より大きな破片はこの隙間（第１セットｔ１又はｔ１’）を通過できず第１破砕室Ｒ１内に残留するが、上記第１セットｔ１は打撃板２の次の打撃板２’の通過時にｔ１’に拡大するため（ｔ１＜ｔ１’）、その拡大された隙間ｔ１’を通過し得る破片はこの時点で第２破砕室Ｒ２に移行することができる。これにより、第２破砕室Ｒ２への円滑な移行を促し、第１破砕室Ｒ１内における長時間の破片の滞留を防止し得る。

上記第１セットｔ１より細かくなった原料は次の第２破砕室Ｒ２に移行し、該第２破砕室Ｒ２内においても上記第１破砕室Ｒ１内におけると同様の原理で破砕が効率的に進行し、第２セットｔ２を通過し得る原料が第３破砕室Ｒ３に移行する。このとき、第２セットも上記打撃板２の通過時の隙間ｔ２から次の打撃板２’の通過時に間隙ｔ２’に拡大されるため（ｔ２＜ｔ２’）、これにより原料の第３破砕室Ｒ３への移行が促進され、原料の滞留現象が防止される。

第２セットｔ２より細かくなった原料は、次の第３破砕室Ｒ３に移行し、該第３破砕室Ｒ３内においても上記第１破砕室Ｒ１内におけると同様の原理で破砕が効率的に進行する。その結果、第３破砕室Ｒ３おいて原料は目的とする粒度（例えば４０ｍｍ）以下にまで破砕され、第３セットｔ３、ｔ３’（例えばｔ３＝４０ｍｍ、ｔ３’＝１００ｍｍ）の間隙を通過して排出口１’から落下して搬送コンベヤ（図示せず）等により搬送される。このときも、第３セットがｔ３からｔ３’に交互に拡大されるため、排出口１’からの排出が円滑に行われ原料の第３破砕室Ｒ３内での停留が抑制される。

このように、打撃板２，２’を段違いに構成することにより、各破砕室Ｒ１乃至Ｒ３内における効果的な破砕と、次段の破砕室への移行を円滑に行い得て無駄な滞留現象を抑止することができ、これにより無駄な動力を抑制しつつ、効率的な破砕を行って大量の破砕処理を行い得るのである。

本発明のインパクトクラッシャはこのように動作するものであるから、次のような効果がある。
（１）第３反撥板５”と打撃板２との間隔がすべて同一（例えば４０ｍｍ）の従来の打撃板２の同位置配列（図５）に比べ、本発明に係る上記交互段違い打撃板２，２’では、第１セット乃至第３セットが例えば４０ｍｍから１００ｍｍへ（これは第３セットの例）とセット（隙間）が変化（１つおきに拡大）するために、排出側の容積が実質的に２倍以上になる。このため、処理量（排出量）を大幅に増加することができる。

（２）第１乃至第３破砕室の各々において、広い方のセット（低い位置の打撃板２’）を通過した原料は次の狭い方のセット（第３セットでは４０ｍｍ）の（高い位置）の打撃板２にヒットして破砕される場合と、その次の広い方のセット（第３セットでは１００ｍｍ）の（低い位置）の打撃板２’にヒットして破砕される場合がある。この内、広い方のセット（低い位置）の打撃板２’の通過から、次の狭い方のセット（高い位置）の打撃板２による破砕では、自重により落下した原料に対して、高い位置にある打撃板２の打撃面２ｂが位置するため、該打撃面２ｂ正面への原料の入り込み深さが深くなり、これにより打撃板２が原料にクリーンヒットし易くなり、原料の破砕性が向上する。

（３）周速は一定であるので、破砕性は落ちない。

（４）上記（２）の原理により、原料に対してクリーンヒットの確率が増えるため、原料の角部にのみ打撃面２ｂが当たって原料の角の部分のみを破砕する、いわゆるファールチップが減少する。このため、無駄な粉化は生じない。

（５）原料の排出がスムーズに行われるため、攪拌のための無駄な動力を消費せずに済む。即ち、従来型では、各セットが一定であるため、原料の滞留時間が長くなり、いわゆるイモ洗い状態になる場合もあった。この状態は破砕室内に大量の原料が存在した状態でロータを回転させなければならず、このため多くの動力を要していたのであるが、本発明では上述のように各破砕室Ｒ１乃至Ｒ３内におけるセットが交互に拡大されるため、原料の移行又は排出が円滑に行われ、原料の滞留時間を短縮でき、これにより無駄な動力の消費を効果的に抑えて、効率的な破砕処理を実現し得る。

（６）このように本発明に係る打撃装置によると、段違い打撃板の段差を形成する打撃面の回転軌跡幅が増加するため、投入原料を増加し得て、衝撃破砕量を飛躍的に増加させることができるものである。

図２に示すものは、他の実施形態であり、図１と同様の構成を有するものであるが、打撃板を２，２’，２”の６枚とし、各打撃板２，２’，２”のロータディスクへの取り付け位置を、打撃板２、打撃板２’、打撃板２”の順に漸次低くしたものである。このような構成とした結果、第３の反撥版５”との間隔は、打撃板２と上記反撥版５”との間隔をｔ、打撃板２’と上記反撥板５”との間隔をｔ’、打撃板２”と上記反撥板５”との間隔をｔ”とすると、ｔ＜ｔ’＜ｔ”となる。この場合、例えば第３セットは、ｔ＝４０ｍｍ（打撃板２）、ｔ’＝７０ｍｍ（打撃板２’）、ｔ”＝１００ｍｍ（打撃板２”）とすることができる。

このように構成することによっても、上記図１の実施形態と同様の効果を得ることができるものである。即ち、図２に示すように、破砕された石灰石の通過幅が２＜２’＜２”と漸次拡大していくため、効率的な破砕動作と共にロータディスク３の１回転によって上記破砕石灰石の移行を促進させ、排出量（生産量）を増大させることができる。

従来型のインパクトクラッシャと本発明に係るインパクトクラッシャとの性能比較を行った。尚、表１において、従来型のインパクトクラッシャを「打撃板同位置配列」と表現している。

また、本実施例において「通常型」とは生産量８０ｔ／ｈのノーマル型、「大量処理型」とは、破砕室の容積を上記「通常型」より増加させ、大量に原料を飲み込めるようにしたものをいう。

この実施例におけるインパクトクラッシャは、上記「通常型」のインパクトクラッシャにおいて、その打撃板の配列のみを図１に示すように段違いに構成したものを用いた。即ち、打撃板２，２’を４個とし、隣り合う打撃板２，２’の段差を打撃面２ｂの高さｄとほぼ同一か又は若干小とした。従って「従来型」と本発明にかかるインパクトクラッシャのロータディスク径とロータディスク幅は同一である。原料粒度は２００ｍｍ以下４０ｍｍ以上の石灰石を用いた。

周速、第１乃至第３セットは「従来型」と同一とした（尚、結果としてロータディスク３の中心から打撃板２，２’の打撃面２ｂまでの距離が違うので、交互に隣り合う打撃板２，２’によって上記間隔（セット）は異る）。

ロータディスク３の中心から打撃面２ｂまでの距離は交互に段差の異る打撃板２，２’によって異る。本実施例においては、一番狭いセット（第３セット）の間隔ｔ３を４０ｍｍとし、次の打撃板２’での第３セットの間隔ｔ３を８０〜１２０ｍｍとする。具体的にはｔ３’＝１００ｍｍとした。この値は、対象とする原料の条件（破砕性、磨耗性など）によって、任意変更することができる。従って、本実施例の場合、４列（４個）の打撃板２，２’の交互段違い配置とし、上記第３反撥板５”の間隔をｔ３＝４０ｍｍ、ｔ３’＝１００ｍｍとした。

本実施例における性能比較結果を表１に示す。同表に示されるように、生産量は従来型と比較して３倍以上（４倍弱）となり、生産量が飛躍的に向上した。歩留は従来型を維持しているので、例えば４０ｍｍ以下の生産量は従来型の３倍以上（４倍弱）となった。

また、上述のように、ロータ内の原料の滞留を抑止し得るので、動力原単位（単位時間当たりの電力量[ｋＷｈ／ｔ]）を従来の大量処理型より低下させることができ、無駄な動力を消費せずに効率的な破砕処理を実現し得ることがわかった。

また、この実施例によって上記（１）乃至（５）の効果と同様の効果が得られることがわかった。即ち、
（１）上述のように第３セットにおける第３反撥板５”と打撃板２との間隔ｔ３がすべて４０ｍｍの４列の従来の打撃板２の同位置配列に比べ、本実施例の交互段違い打撃板２，２’では４０ｍｍから１００ｍｍへと隙間ｔ３，ｔ３’が交互に変化するために、排出側の容積が実質的に２倍以上になる。このため、処理量（排出量）を大幅に増加させることができた。

（２）広いほうのセット５”の間隔（第３セットでは１００ｍｍ）を通過した原料が次の間隔ｔ（第３セットでは４０ｍｍ）での打撃板２で破砕する場合に、打撃面２ｂへの原料の入り込み深さが従来型より深くなるため、打撃板２が原料にクリーンセットし、破砕性を向上させることができた。

（３）周速（ロータの回転速度）は「従来型」と同一であるので、破砕性能は「従来型」に比較して落ちることはない。

（４）ファールチップ（原料の角の部分のみの破砕）が減少するため、無駄な粉化は生じない。このことにより、粗骨材生産、たとえば２０ｍｍ〜５ｍｍ製品などにおける製品留まりを従来型の大量処理型より向上させることができた。

（５）原料の排出がスムーズに行われるため、攪拌のための無駄な動力を消費せずに済むことがわかった。

本発明のインパクトクラッシャにおける打撃装置を示す側面図である。 打撃板を３段違いに設けた状態の第３反撥板と打撃板との間隔を示す説明図である。 打撃板の一部斜視図である。 打撃板を段違いに配置した状態の各反撥板と打撃板との間隔を示す説明図である。 従来の上記打撃装置の側面図である。

符号の説明

１ 機函
２，２’ 打撃板
２” 打撃板
２ｂ 打撃面
３ ロータディスク
４ 上蓋
５，５’，５” 反撥板
６ 投入口
ｄ 打撃面の高さ
Ｄ 直径面

Claims (4)

1. 機函内に、複数の打撃板を装着したロータディスクが設けられ、上蓋内に打撃板に対応する複数の反撥板を設けてなるインパクトクラッシャにおいて、
   上記打撃板をロータディスクの外周に互いに段違いにかつ回転中心を中心とする点対称位置に装着し、
   上記段違い打撃板の段差が打撃板の打撃面の高さより小又はほぼ同一であるインパクトクラッシャにおける打撃装置。
2. 上記打撃面がロータディスクの直径面とほぼ共通又は平行で、打撃板本体から回転方向に突出している請求項１項記載のインパクトクラッシャにおける打撃装置。
3. 上記段違いが交互に段違いである請求項１又は２記載のインパクトクラッシャにおける打撃装置。
4. 段違いの段差が打撃板の打撃面の高さとほぼ同一である請求項１又は２記載のインパクトクラッシャにおける打撃装置。

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